Relatório Empuxo

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Figura 7

Desta forma, verificamos que o empuxo tem direção vertical e o seu sentido de baixo para cima, ou seja, contrário à força peso.

Quando posicionamos o embolo, submerso apenas em sua metade (fig.8), verificamos que o valor do módulo do empuxo reduz, praticamente, a sua metade (já descontado o peso do recipiente auxiliar do cilindro = 0,23N).

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Figura 8

Assim, temos que um sistema de forças estando em equilíbrio tem sua somatória de forças igual a zero, desta forma e empuxo, no sistema, tende a ser uma força.

Segunda parte do experimento:

Com o embolo submerso, foi retirado com auxílio de uma seringa, água do Becker (fig.9). A água retirada foi utilizada para encher o cilindro (fig.10). Foi observado que a leitura no dinamômetro aumentou para 0,86N. Descontado o peso do recipiente auxiliar do cilindro = 0,23N, temos que o peso (cilindro+embolo) é de 0,63N. Assim, verificamos que o volume de água contida no cilindro é igual ao volume do êmbolo; e o volume de água deslocado pelo embolo dentro do recipiente é igual ao volume de água dentro do cilindro (Princípio da impenetrabilidade da matéria).

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Figura 9 Figura 10

Calculamos o peso do volume deslocado, utilizando valores já obtidos e podemos verificar que o valor do empuxo é igual:

0,67N – 0,23N = 0,44N

Podemos verificar a partir do conceito de massa específica que:

E = [pic 26]

E = V.μ.g[pic 27]

E = ρ.V.g

0,44 = 1000.V.10

[pic 28]

V = 4,4 x [pic 29][pic 30]

4. COMENTÁRIOS SOBRE AS RELAÇÕES ENTRE TEORIA E RESULTADOS EXPERIMENTAIS

Podemos observar através deste experimento e relacionar a diferença da deformação na mola quando o corpo está no ar e imerso em um fluido com o empuxo. Podemos afirmar que a diferença na deformação da mola ocorre exatamente como o Princípio de Arquimedes sugere, cujo enunciado é o seguinte: "todo corpo mergulhado em um líquido recebe um empuxo vertical, para cima, igual ao peso do líquido deslocado pelo corpo". Este princípio nos mostra como calcular o valor do empuxo, que atua em um corpo totalmente ou parcialmente submerso, e é uma força que atua na vertical de baixo para cima deixando “aparentemente” o corpo mais leve mergulhado em um líquido, e é também, igual ao peso do líquido deslocado pelo corpo.

Como já sabemos, o líquido exercerá forças de pressão em toda a superfície do corpo em contato com este líquido. Como a pressão aumenta com a profundidade, as forças exercidas pelo líquido, na parte inferior do corpo, são maiores do que as forças exercidas na parte superior. A resultante destas forças, portanto, deverá ser dirigida para cima. É esta resultante que representa o empuxo que atua no corpo, tendendo a impedir que ele afunde no líquido

Também é observado que a causa do empuxo é o fato de a pressão aumentar com a profundidade. Se as pressões nas partes superiores e inferiores do corpo fossem iguais, as forças de pressão seriam nulas e não existiria o empuxo sobre o corpo.

5. CONCLUSÃO

Analisando os resultados obtidos, podemos afirmar que os experimentos realizados comprovam a existência da força empuxo - Princípio de Arquimedes. No experimento realizado, observamos que o peso do corpo diminui ao ser mergulhado no líquido e a aparente diminuição do peso é relativa à força vertical para cima conhecida como empuxo. Concluímos então que o êmbolo quando totalmente imerso na água sofre um empuxo que é igual ao peso do volume da água deslocado por ele. Assim, um corpo imerso na água torna-se mais leve devido a uma força,

direcionada para cima tendo a impressão que o peso do conjunto submerso diminui, sendo que o corpo continua com o mesmo peso e o que diminui é o peso aparente do conjunto. Podemos demonstrar também que a força de empuxo, pode ser facilmente determinada experimentalmente através da medida do peso aparente do corpo submerso no lıquido.

6. REFERÊNCIAS

[1] HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearls. Fundamentos de Física: Mecânica. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012.

[2] RAMOS, L. A. Macedo. Roteiro Para Experimentos de Física. 1. ed. Rio de Janeiro: ABRD Blanck, 2002.